CH621396A5

CH621396A5 -

Info

Publication number: CH621396A5
Application number: CH180478A
Authority: CH
Inventors: Karl Dr Dipl Ing Wanner; Wolfgang Dipl Ing Schmid; Martin Hoelzel
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1977-04-27
Filing date: 1978-02-20
Publication date: 1981-01-30
Also published as: DE2718659A1; DE2718659C2; US4208058A

Description

Die Erfindung geht aus von einem Wellendichtring gemäss dem Oberbegriff des UPA 1. Es ist schon ein Wellendichtring bekannt, bei dem insbesondere bei hohen Drehzahlen der Welle und/oder bei Trockenlauf der Welle in der Dichtlippe an der Dichtkante der Dichtlippe ein sogenannter stick-slip-Effekt auftritt, durch den die Dichtlippe in radial^ Schwingungen versetzt wird. Diese Schwingungen sind mit einem unangenehmen Pfeifton verbunden und sie können sich in bestimmten Fällen so stark aufschaukeln, dass die Dichtlippe bzw. der Wellendichtring zerstört wird, wenn die in dem Material des Wellendichtrings und der Dichtlippe innewohnende, bzw. die durch das Spannelement bewirkte Eigendämpfung die Stärke der Schwingungen nicht mehr zu begrenzen vermag (DIN 6503 bzw. DIN 6504).

Der erfindungsgemässe Wellendichtring mit den kennzeichnenden Merkmalen des UPA 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Schwingungen auf ein noch zulässiges Mass begrenzt bzw. überhaupt vermieden werden. Dabei können die Mittel in adequatem Umfang den jeweiligen Kriterien an-gepasst werden, die zum Auftreten der Schwingungen führen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil eines Wellendichtrings, bei dem die Dämpfmittel durch den Ringkörper gebildet sind;

Fig. 2 eine Alternativlösung zur Ausführungsform gemäss Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil des Wellendichtrings, bei dem die Dämpfmittel durch ein in den Ringraum eingebrachtes Dämpfmaterial gebildet sind;

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil des Wellendichtrings, bei dem die Dämpfmittel durch eine stirnseitig an der Dichtlippe anliegende Reibscheibe gebildet sind;

Fig. 5 einen Schnitt durch einen Teil des Wellendichtrings, bei dem die Dämpfmittel durch ein in den Ringraum einge-brachteis, flüssigkeitsaufsaugendes Material gebildet sind; und

Fig. 6 einen Schnitt durch eine Alternativlösung zur Ausführung gemäss Fig. 4, wobei zwischen der Dichtlippe und der Reibscheibe ein Element aus einem flüssigkeitsaufsaugen-den Material angeordnet ist.

Ein Wellendichtring 10 gemäss Fig. 1 weist einen Ringkörper 12 auf, der durch einen innenliagenden Metallring 14 versteift ist. Nahe seiner ersten ringförmigen Stirnfläche 16 geht der Ringkörper 12 in einen sich zu der anderen, zweiten Stirnfläche 18 hin erstreckenden nachgiebigen Ringbereich 20 über, an den sich eine Dichtlippe 22 anschliesst, die eine an einer nicht dargestellten Welle anliegenden Dichtkante 24 aufweist. Die Dichtlippe 22 liegt näher an der zweiten Stirnfläche 18 des Ringkörpers 12 als der Übergang vom Ringkörper 12 zum nachgiebigen Ringbereich 20. Dadurch ist zwischen dem Ringkörper 12 und dem nachgiebigen Ringbereich 20 und der Dichtlippe 22 ein zur zweiten Stirnfläche 18 hin randoffener Ringraum 26 gebildet. Die Dichtlippe 22 weist an ihrer dem Ringkörper 12 zugewandten Seite eine Ringnut auf, in der als Spannelement eine Wurmfeder 28 angeordnet ist, welche für eine vorschriftsmässige Anlage der Dichtkante 24 an der Welle sorgt. Die Breite 30 des Ringraumes 26 ist so gross wie die maximal noch zulässigen axialen Schwingungen der Dichtlippe 22. Dann nämlich legt sich die Wurmfeder 28 bzw. die Dichtlippe 22 mit ihrer dem Ringkörper 12 zugewandten Seite an der der Dichtlippe 22 zugewandten Seite des Ringkörpers 12 an, so dass die Schwingungen auf dieses Mass begrenzt bleiben. Dadurch, dass die Schwingungen ein vorgegebenes Mass nicht überschreiten können, wird die eingangs erwähnte Zerstörung der Dichtlippe verhindert.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Alternativlösung zu Fig. 1 ist der Ringkörper des Wellendichtrings durch einen im Querschnitt winkelförmigen Metallring 40 gebildet. An einem radialgerichteten Schenkel 42 des Ringkörpers 40 ist das eigentliche Dichtelement 44 befestigt, das einen sich von dem Schenkel 42 aus erstreckenden nachgiebigen Ringbereich 46 und eine DicMippe 48 aufweist. Die Anordnung des nachgiebigen Ringbereichs 46 und der Dichtlippe 48 ist bezüglich der ersten Stirnfläche 16 und der zweiten Stirnfläche 18 des Ringkörpers 40 so getroffen, wie dies beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 beschrieben worden ist. In einen zwischen einem axia5

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len Schenkel 50 des Ringkörpers 40 und dem nachgiebigen Ringbereich 46 bzw. der Dichtlippe 48 vorhandenen Ringraum ist ein separater Ring 52 eingesetzt, der die Breite des Ringraumes auf ein noch zulässiges Mass begrenzt. Der Ring 52 wird in aller Regel aus einem nachgiebigen, gut dämpfen- 5 den Material, beispielsweise einem Elastomer hergestellt sein, doch kann es in bestimmten Anwendungsfällen auch von Vorteil sein, wenn der Ring 52 aus einem relativ harten, unnachgiebigen Material hergestellt ist.

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Bei den folgenden Ausführungsformen ist der erfindungs-gemässe Wellendichtring 10 in ein die nicht dargestellte Welle umgebendes festen Bauelement 60 eingebaut. Dabei liegt bei den Ausführungsbeispielen gemäss den Figuren 3 und 5 der Wellendichtring 10 mit seiner zweiten Stirnfläche 18 an einer Schulter 62 des Bauelements 60 an. 15

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist bei dieser Ausführungsform der zwischen dem Ringkörper 12 und dem nachgiebigen Ringbereich 20 bzw. Dichtlippe 22 vorhandene Ringraum 64 so dimensioniert, dass sein Breitenmass 66 grösser ist als dies 2Q bei der Ausführung gemäss Fig. 1 der Fall ist. In diesen grösseren Ringraum 64 ist eine Füllung 68 aus einem dämpfenden Material, vorzugsweise einem Elastomer, eingebracht. Die Ausführungsform gemäss Fig. 5 entspricht im wesentlichen der Ausführungsform gemäss Fig. 3. Abweichend davon 25 ist jedoch in den Ringraum 64 eine Füllung 70 aus einem saugfähigen Material, vorzugsweise einem Filz, angeordnet. Die Füllung 70 ist dabei mit einem Schmiermittel getränkt, das aus der Füllung austritt, wenn Schwingungen der Dichtlippe 22 auftreten. Das Schmiermittel fliesst dann an der äusseren Seite der Dichtlippe entlang bis zur Dichtkante 24 der Dichtlippe 22, wo diese Schmierung der Dichtkante 24 die Schwingungen sofort zusammenbrechen lässt.

Bei der Ausführung gemäss Fig. 4, ist zwischen der zweiten Stirnfläche 18 des Wellendichtrings 10 und der Schulter 35 62 des Bauelements 60 eine Ringscheibe 80 befestigt, die mit einem Teil ihrer dem Wellendichtring 10 zugekehrten Ringfläche an der Schulter 62 zugekehrten Stirnfläche der Dichtlippe 22 anliegt. Die Ringscheibe 80, die vorzugsweise aus einem Metall hergestellt ist, und deren mit der Stirnfläche 40 der Dichtlippe 22 zusammenwirkenden Bereich aufgerauht ist, dämpft die Schwingungen der Dichtlippe durch die zwischen dieser und der Scheibe auftretende Reibung. Der zwischen dem Ringkörper 12 des Wellendichtrings 10 und im nachgiebigen Ringbereich 20 bzw. der Dichtlippe 22 vorhandene 45 Ringraum 26 kann bei dieser Ausführungsform ungefüllt bleiben.

Eine ähnliche Ausführung des erfindungsgemässen Wellendichtrings 10 ist in Fig. 6 dargestellt. Dabei ist allerdings zwischen der Schulter 62 des Bauelements 60 und der vorzugsweise aus Metall gefertigten Ringscheibe 80 ein Wellenkugellager 82 angeordnet, das einerseits in dem Bauelement 60 und andererseits auf einer Welle 84 angeordnet ist. Die Ringscheibe 80 ist dabei zwischen der von der Schulter 62 abgewandten Stirnseite des Wellenkugellagers 82 und der zweiten Stirnfläche 18 des Wellendichtrings 10 gehalten. Zwischen der Ringscheibe 80 und der dieser zugewandten Stirnfläche der Dichtlippe 22 ist jedoch eine Schicht 86 aus einem saugfähigen Material angeordnet, die ebenso wie bei der Ausführung gemäss Fig. 5 durch ein Filzring gebildet sein kann. Dieser Filzring liegt mit seiner inneren Wandfläche am Umfang der Welle 84 an. Dadurch, dass der Filzring 86 ebenfalls mit einem Schmiermittel getränkt ist, und der Filzring nahe der Dichtkante 24 der Dichtlippe 22 am Wellenumfang anliegt, wird der mit der Dichtkante 24 zusammenwirkende Bereich der Welle stets so ausreichend geschmiert, dass der nachteilige stick-slip-Effekt erst gar nicht auftreten kann. Bei dieser Ausführung ist es denkbar, dass der Ringraum 26 als Ölreservoir verwendet wird.

Bei den Ausführungen gemäss Figuren 1, 2, 3 und 4 werden also, wie dargelegt, die Stärke der auftretenden Schwingungen auf ein noch zulässiges Mass begrenzt. Dagegen wirken die bei den Ausführungen 5 und 6 getroffenen Massnahmen, nämlich die Anordnung der mit Schmiermittel getränkten Filze, direkt dem Auftreten des nachteiligen stick-slip-Effekts entgegen. Dies ist bei der Ausführung gemäss Fig. 6 kontinuierlich der Fall, während bei der Ausführung gemäss Fig. 5 eine Schmierung in der Regel sofort nach dem Auftreten der ersten Schwingungen eingeleitet wird, da durch das Schwingen der Dichtlippe 20 die Füllung 70 gequetscht wird und so deshalb sofort Schmiermittel an die Dichtkante 24 abgibt.

Bei den bekannten Wellendichtringen ist zwar auch eine gewisse Dämpfwirkung von Dichtlippe und/oder der Federmittel nicht auszuschliessen, doch genügt diese im Ausgangsmaterial für den Wellendichtring vorhandene Dämpfwirkung nicht um die Schwingungen auf ein noch zulässiges Mass zu begrenzen. Es müssen also noch zusätzliche, in der Wirkung über die materialbedingte Eigendämpfung der Dichtlippe hinausgehende Mittel angeordnet werden. Diese Mittel sind er-findungsgemäss durch eine entsprechende Bemessung des Ringraums 26 durch die Anordnung von dämpfendem Material 68 im Ringraum 64, durch die Anordnung einer mit der Dichtlippe 22 zusammenwirkenden Reibscheibe 80, oder durch die Anordnung eines Schmiermittelreservoirs 70 bzw. 86 erreicht.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Wellendichtring, mit einem an einem die Welle umgebenden festen Bauelement gehaltenen ringförmigen Körper, der nahe seiner ersten Stirnfläche auf seiner der Welle zugewandten Seite in einen sich wenigstens teilweise in Richtung zur zweiten Stirnfläche erstreckenden, nachgiebigen Ringbereich übergeht, an den sich eine mit einer Ringkante am Weilenumfang anliegende, mit einem Spannelement gegen diesen gedrückte Dichtlippe anschliesst, wobei die Dichtlippe näher an der zweiten Stirnfläche liegt als der Übergang vom Körper zum nachgiebigen Ringbereich, so dass zwischen der der Welle zugewandten Körperseite und den dem Körper zugewandten Seiten des nachgiebigen Ringbereichs und der Dichtlippe ein zur zweiten Stirnfläche randoffener Ringraum gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtlippe (22) und/oder dem nachgiebigen Ringbereich (20) zusätzliche Mittel (30, 68, 70, 80, 86) zugeordnet sind, welche eine Bewegung dieser Wellendichtringabschnitte dämpfen.

2. Wellendichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (26) in radialer Richtung eine geringere Breite aufweist als das Mass der Verformungen der Dichtlippe (22) in radialer Richtung, so dass die der Welle zugewandte Körperseite als Dämpfmittel dient.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Wellendichtring nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Körper (40) ein vorzugsweise aus Kunststoff gefertigter, separater Ring (52) ist.

4. Wellendichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dämpfende Mittel durch eine in den Ringraum (64) eingebrachte Füllung (68) aus einem Elastomer gebildet ist.

5. Wellendichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dämpfende Mittel durch eine gestellfest angeordnete Scheibe (80) gebildet ist, welche an einer von dem nachgiebigen Ringbereich (20) abgewandten Fläche der Dichtlippe (22) anliegt.

6. Wellendichtring nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfscheibe (80) zwischen einer Schulter (62) des die Welle umgebenden festen Bauelements (60) und der zweiten Stirnfläche (18) des Dichtringkörpers (12) angeordnet ist.

7. Wellendichtring nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Dämpfscheibe (80) und der dieser zugewandten Fläche der Dichtlippe (22) eine Schicht (86) aus einem saugfähigen Material, vorzugsweise einem Filz, angeordnet ist, die sich von dem Ringraum (26) bis zur Welle (84) erstreckt.

8. Wellendichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dämpfende Mittel durch eine in den Ringraum (64) eingebrachte Füllung (70) aus einem saugfähigen Material, vorzugsweise einem Filz gebildet ist.

9. Wellendichtring nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das saugfähige Material mit einem vorzugsweise zähflüssigen Schmiermittel getränkt ist.